數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、西 京 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) ) 題目：題目：數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 教學(xué)單位：教學(xué)單位： 西京學(xué)院 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)：業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 2012 年 04 月 摘摘 要要 夾具是機(jī)械制造工藝系統(tǒng)的必要組成部分，特別是在批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn) 效率，保證加工質(zhì)量，夾具的使用更是必不可少。夾具主要由定位件、夾緊件、夾具 體三部分構(gòu)成，在加工中起到定位與夾緊的作用。夾具的設(shè)計(jì)依照加工工序的要求， 一般按定位、夾緊的順序完成。本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾 具不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，用通用夾具

2、裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而 且往往需要增加劃線(xiàn)工序，而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一種機(jī)床夾具，主要包括夾具的定位方案， 夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。 該夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于撥叉零件銑槽工序的加工。本夾 具具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的 減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。因此對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，在今天顯得尤為重 要起來(lái)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：高效 制造 機(jī)床夾具 abstract fixture is the mechanic

3、al manufacturing process a necessary part of the system, especially in batch production, in order to improve production efficiency and guarantee the processing quality, the use of fixture is indispensable. mainly by positioning a fixture, clamping pieces, clip concrete is composed of three parts, in

4、 the processing of orientation and clamping play a role. the design of fixture in accordance with the requirements of processing operations, according to the general orientation, clamping order completed. this thesis is to combine the actual production, often found only in general can not meet the p

5、roduction requirements, fixture with general clamping work-piece jig low labor productivity, quality is not high, and often need to increase crossed, specially designed a kind of milling fixture, mainly including the positioning jig, clamping, to plan, and specific design and machining precision of

6、key aspects of analysis. the clip has good machining precision and pertinence, mainly used for gearshift forks slot lathing parts of the processing procedure. this fixture is clamping force device, the machine tools fixture with modern requirements of precision and efficiency of the characteristic,

7、can effectively reduce the processing time and auxiliary time of basic, greatly improving the labor productivity, which can effectively reduce the labor intensity and increase the work efficiency. so the understanding and knowledge of fixture in learning, today is particularly important. key words：

8、efficient manufacturing milling fixtur 目 錄 1 1 . .緒緒 論論.1 1.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述.1 1.2 課題的目的及意義.1 1.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述.1 1.3.1 國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具的發(fā)展歷史 .1 1.3.2 國(guó)外機(jī)床夾具的發(fā)展歷史 .2 1.3.3 國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀 .2 1.3.4 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向.2 1.4 論文研究?jī)?nèi)容.3 2.2. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì).4 2.1 夾具的概念.4 2.2 夾具的主要功能.4 2.3 機(jī)床夾具的分類(lèi).4 2.3.1 按夾具的通用特性分類(lèi) .4 2.3.2 按夾具動(dòng)力源來(lái)分類(lèi) .5 2.

9、3.3 機(jī)床夾具的組成 .5 2.4 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu).6 2.4.1 機(jī)床常用通用夾具的結(jié)構(gòu) .6 2.4.2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) .6 2.4.3 夾具裝夾工件的特點(diǎn) .7 2.4.4 機(jī)床夾具的安裝.7 2.4.5 機(jī)床夾具的對(duì)刀裝置 .7 2.5 定位方案.8 2.5.1 定位方案的選擇 .8 2.5.2 常用定位元件及選用 .10 2.5.3 對(duì)定位元件的基本要求 .11 2.5.4 常用定位元件所能限制的自由度 .11 2.6 定位誤差分析.12 2.6.1 定位誤差產(chǎn)生的原因 .12 2.6.2 常見(jiàn)的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差 .13 2.6.3 定位誤差的合成 .14 2.6.4 六

10、點(diǎn)定位原理 .14 2.6.5 應(yīng)用定位的幾種情況 .14 2.6.6 計(jì)算定位誤差 .15 3.3. 工件的夾緊工件的夾緊.16 3.1 夾緊裝置的組成.16 3.2 夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則.16 3.3 定夾緊力的基本原則.17 3.3.1 夾緊力的方向 .17 3.3.2 夾緊力的作用點(diǎn) .17 3.3.3 夾緊力的大小 .18 3.3.4 減小夾緊變形的措施 .18 3.4 夾緊方案.19 3.4.1 對(duì)刀方案 .20 3.4.2 夾具體與定位鍵 .20 3.4.3 夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求.20 3.5 夾具精度分析.21 結(jié)結(jié) 論論.23 致致 謝謝.24 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2

11、5 1 1 . .緒緒 論論 1.11.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 夾具設(shè)計(jì)是金屬切削加工批量生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低直接影響到零件 的加工質(zhì)量和效率。機(jī)床夾具是現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中不可缺少的重要工藝裝備之一。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一般包括定位元件，夾緊裝置，夾具體，連接元件，對(duì)刀，導(dǎo)向元件等 設(shè)計(jì)。 1.21.2 課題的目的及意義課題的目的及意義 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，因此必須在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)并制造出高效的夾具。如果每 個(gè)工件都使用一套專(zhuān)用夾具，特別是在小批量生產(chǎn)的情況時(shí)，夾具的設(shè)計(jì)，制造周期 相對(duì)較長(zhǎng)，不但產(chǎn)品的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且零件的制造成本也會(huì)大幅度提高。綜合考慮 上述因素，設(shè)計(jì)一種

12、模塊式的萬(wàn)能型銑鉆夾具勢(shì)在必行，它也可以用于加緊各種尺寸 和形狀的工件，加工質(zhì)量高并且成本較低。 機(jī)床夾具是現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中不可缺少的重要工藝裝備之一。夾具是工藝裝備 的主要組合部分，在機(jī)械制造中占有重要地位。使用夾具可以提高工件的加工精度并 保證零件的互換性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件， 使用夾具還可以擴(kuò)大現(xiàn)有機(jī)床的應(yīng)用范圍，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源。夾具對(duì)保證產(chǎn) 品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品試制周期等都具有重要意義。 1.31.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 1.3.11.3.1 國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具的發(fā)展歷史國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具的發(fā)展歷史 我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于 20 世紀(jì) 60 年代，

13、當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合家具 廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽(yáng)機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。 在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件 800 萬(wàn)件的水平。20 世紀(jì) 80 年代以后，兩廠又各 自獨(dú)立開(kāi)發(fā)了適合 nc 機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿(mǎn)足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需 求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年尚需進(jìn)口不少 nc 機(jī)床、加工中心，而由國(guó)外 配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)在大都由國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 1.3.21.3.2 國(guó)外機(jī)床夾具的發(fā)展歷史國(guó)外機(jī)床夾具的發(fā)展歷史 從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具其他 企業(yè)均為中小企業(yè)，專(zhuān)用

14、夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng) 的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易 額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的夾具，通常為機(jī)床的 1110$到 1115$,而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累 和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)加入 wto 和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì)，特別是電子商 務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景！ 1.3.31.3.3 國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的計(jì)表明，目前，中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種 類(lèi)總數(shù)的 85

15、%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的 需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等 生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企 業(yè)中，每隔 34 年就要更新 5080%左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 1020%左 右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（fms）等新加工 技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； （2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； （3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； （4）能

16、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； （5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生 產(chǎn)率； （6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.3.41.3.4 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方 面。 1. 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部 件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：gb/t2148t225991 以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具 的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2.精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，

17、勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具 的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)0.1；用于精密車(chē) 削的高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精度為 5m。 3.高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝 置的夾具等。例如，在機(jī)床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車(chē)床 上使用高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固 地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線(xiàn)、自動(dòng)線(xiàn)配置相 應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)

18、控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工 件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 4.柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式 以適應(yīng)可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和 尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、 模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾 具的柔性化程度，改變夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾 具發(fā)展的主要方向。 1.41.4 論文研究?jī)?nèi)容論文研究?jī)?nèi)容 本課題主要研究的內(nèi)容是：1、對(duì)機(jī)床

19、夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行理論分析，了解其工作裝置、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。2、通過(guò)分析確定夾具選擇方案，夾緊方案等。3、通過(guò)所選擇方案進(jìn)行 夾緊裝置的設(shè)計(jì)。4、通過(guò)所設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)的確定。 1.51.5 創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn) 2.2. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 2.12.1 夾具的概念?yuàn)A具的概念 夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加 工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作 用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地 夾緊。 2.2.2 2 夾具的主要功能夾具的主要功能 在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝

20、好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就 是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱(chēng)為定位。將工件夾緊，就是 對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱(chēng)為夾緊。 從定位到夾緊的全過(guò)程，稱(chēng)為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。 工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。 2.32.3 機(jī)床夾具的分類(lèi)機(jī)床夾具的分類(lèi) 機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，形狀千差萬(wàn)別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某 一屬性進(jìn)行分類(lèi)。 2.3.12.3.1 按夾具的通用特性分類(lèi)按夾具的通用特性分類(lèi) 目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線(xiàn)夾具等五大 類(lèi)。 1 1通用

21、夾具通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性 強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類(lèi)夾具已 商品化。如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、 電磁吸 盤(pán)等。采用這類(lèi)夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。 其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單 件小批量生產(chǎn)中。 2 2夾具夾具 夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是 針對(duì)性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精 度。 3 3可調(diào)夾具可調(diào)

22、夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱(chēng)為可調(diào)夾具。它 通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類(lèi)。 4 4組合夾具組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和 拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成夾具，夾具使用完畢，可 以方便地拆開(kāi)。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較 經(jīng)濟(jì)的夾具。 5 5自動(dòng)夾具自動(dòng)夾具 自動(dòng)夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與夾具相似；另一種為隨行夾具， 使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線(xiàn)從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加 工。 2.3.22.3.2 按夾具動(dòng)力源來(lái)分類(lèi)按夾具動(dòng)力源

23、來(lái)分類(lèi) 按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類(lèi)。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和 確保安全生產(chǎn)，手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動(dòng)夾具有氣動(dòng)夾具、液 壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 上述各分類(lèi)中：最常用的分類(lèi)方法是，按通用，專(zhuān)用和組合進(jìn)行分類(lèi)。 2.3.32.3.3 機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成 雖然機(jī)床夾具的種類(lèi)繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類(lèi)夾具中， 作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些 組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。 1定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主

24、要 功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。 3連接定向元件 這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ?置。 4對(duì)刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加 工 正確位置的元件稱(chēng)為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱(chēng) 為導(dǎo)向元件。 5其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出 機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。 6夾具體 夾具體是夾具的基

25、體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的 夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形 狀。 上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 2.42.4 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)機(jī)床夾具結(jié)構(gòu) 2.4.12.4.1 機(jī)床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)機(jī)床常用通用夾具的結(jié)構(gòu) 機(jī)床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝 夾圓柱形工件。 機(jī)用平口虎鉗是通過(guò)虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用， 虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘 可作為夾緊元件?；剞D(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾

26、具定位作用。 2.4.22.4.2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過(guò)定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì) 刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。 2.4.32.4.3 夾具裝夾工件的特點(diǎn)夾具裝夾工件的特點(diǎn) 夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對(duì)于刀具、機(jī)床的正確 位置具有以下特點(diǎn)： 1.工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相 接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。 2.由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過(guò)程中再進(jìn)行找正的） ，因此， 工件通過(guò)夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置。 3.通過(guò)夾具上的對(duì)刀

27、裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。 4.裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。 5.裝夾迅速、方便，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6.能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。如鏜削圖機(jī)體上的階梯孔，若沒(méi)有臥式鏜床和專(zhuān)用設(shè) 備，可設(shè)計(jì)一夾具在車(chē)床上加工。 綜上所述：夾具安裝方法簡(jiǎn)單，不受技術(shù)水平影響，易操作。 2.4.42.4.4 機(jī)床夾具的安裝機(jī)床夾具的安裝 機(jī)床夾具在機(jī)床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在 設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺 寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按機(jī)床工作臺(tái)的 t 形槽尺寸選

28、定，它和夾具底座以及工作臺(tái) t 形槽的 配合為 h7/h6、h8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。 作為定位鍵的安裝是夾具通過(guò)兩個(gè)定位鍵嵌入到機(jī)床工作臺(tái)的同一條 t 形槽中， 再用 t 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩 個(gè)穿 t 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離 要和機(jī)床工作臺(tái)兩個(gè) t 形槽間的距離一致。 2.4.52.4.5 機(jī)床夾具的對(duì)刀裝置機(jī)床夾具的對(duì)刀裝置 機(jī)床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn) 行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加

29、工要 求進(jìn)行選擇。相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置 是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件 的具體加工要求進(jìn)行選擇。 2.52.5 定位方案定位方案 圖 2.1 所示拔叉零件，要求設(shè)計(jì)銑槽工序用的機(jī)床夾具。根據(jù)工藝規(guī)程，在銑槽 之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽寬 16h11mm，槽深 8mm，槽的中 心平面與 25h7 孔軸線(xiàn)的垂直度公差為 0.08mm，槽側(cè)面與 e 面的距離 11 0.2mm， 槽底面與 25h7 孔軸線(xiàn)平行。 b c a e x z 圖 2.1 撥叉零件圖 2.5.12.5.1 定位方案的選

30、擇定位方案的選擇 如圖 2.2 所示，有三種定位方案可供選擇： a b c pp 圖 2.2 銑槽定位方案 方案 i：工件以 e 面作為主要定位面，用支承板 1 和短銷(xiāo) 2（與工件 25h7 孔配 合）限制工件五個(gè)自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位。為了提高工件的裝夾剛 度，在 c 處加一輔助支承，如圖 2.2（a）所示。 方案 ii：工件以 25h7 孔作為主要定位基面，用長(zhǎng)銷(xiāo) 3 和支承釘 4 限制工件五 個(gè)自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位。在 c 處也加一輔助支承，如圖 2.2（b） 所示。 方案 iii：工件以 25h7 孔為主要定位基面，用長(zhǎng)銷(xiāo) 3 和長(zhǎng)條支承板 5 限制兩個(gè)

31、自由度，限制工件六個(gè)自由度，其中繞 z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度被重復(fù)限制了，另設(shè)置一防 擋銷(xiāo)。在 c 處也加一輔助支承，如圖 2.2（c）所示。 比較以上三種方案，方案 i 中工件繞 x 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度由 e 面限制，定位基準(zhǔn)與 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，不利于保證槽的中心平面與 25h7 孔軸線(xiàn)的垂直度。方案 ii 中雖 然定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，槽的中心平面與 25h7 孔軸線(xiàn)的垂直度要求保證，但這 種定位方式不利于工件的夾緊。由于輔助支承是在工件夾緊后才起作用，而是施加夾 緊力 p 時(shí)，支承釘 4 的面積太小，工件極易歪斜變形，夾緊也不可靠。方案 iii 中雖 是過(guò)定位，但若在工件加工工藝方案中，安排 2

32、5h7 孔與 e 面在一次裝夾中加工，使 25h7 孔與 e 面有較高的垂直度，則過(guò)定位的影響甚小。在對(duì)工件施加夾緊力 p 時(shí)， 工件的變形也很小，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。綜上所述，方案 iii 較好。 對(duì)于防轉(zhuǎn)擋銷(xiāo)位置的設(shè)置，也是三種不同的方案，如圖 2.3 所示。 圖 2.3 擋銷(xiāo)的位置 當(dāng)擋銷(xiāo)放在位置 1 時(shí)，由于 b 面與 25h7 孔的距離較進(jìn)（230 -0.3mm） ，尺寸公 差又大，定位精度低。擋銷(xiāo)放在位置 2 時(shí)，雖然距 25h7 孔軸線(xiàn)較遠(yuǎn)，但由于工件定 位是毛面，因而定位精度也較低。而當(dāng)擋銷(xiāo)放在位置 3 時(shí)，距 25h7 孔軸線(xiàn)較遠(yuǎn)，工 件定位面的精度較高（55h12）

33、，定位精度較高，且能承受切削力所引起的轉(zhuǎn)矩。因 此，防轉(zhuǎn)擋銷(xiāo)應(yīng)放在位置 3 較好。 綜上所述：選擇方案 iii 較好。 2.5.22.5.2 常用定位元件及選用常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定 位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件 的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選 擇。 1 1工件以平面定位工件以平面定位 （1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙 不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘 。 （2）以

34、面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用 于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。 （3）以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元 件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè) 支承點(diǎn)。 （4）以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支 承作定位元件。 （5）當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支 承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均 需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削

35、力的地方。 2 2工件以外圓柱定位工件以外圓柱定位 （1）當(dāng)工件的對(duì)稱(chēng)度要求較高時(shí)，可選用 v 形塊定位。v 形塊工作面間的夾角 常取 60、90、120三種，其中應(yīng)用最多的是 90v 形塊。90v 形塊的典型結(jié)構(gòu) 和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行選擇。v 形塊結(jié)構(gòu)有多種 形式，有的 v 形塊適用于較長(zhǎng)的加工過(guò)的圓柱面定位；有的 v 形塊適于較長(zhǎng)的粗糙的 圓柱面定位；有的 v 形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種 v 形塊底座采用鑄件，v 形面采用淬火鋼件，v 塊是由兩者鑲合而成。 （2）當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于 it8） ，可選用定位套或半圓形定 位座定位

36、。大型軸類(lèi)和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。 3 3工件以?xún)?nèi)孔定位工件以?xún)?nèi)孔定位 （1）工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷(xiāo)作定位元件。圓柱定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)和尺 寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷(xiāo)有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。 當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷(xiāo)。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較 差時(shí)，選用圓錐定位銷(xiāo)；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷(xiāo)。 （2）在套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的車(chē)削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便 于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)， 常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類(lèi)心軸通常是帶臺(tái)階

37、定位面的心軸，當(dāng)工件以?xún)?nèi)花 鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽 配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。 綜上：正確定位，必須選對(duì)定位基準(zhǔn)。 2.5.32.5.3 對(duì)定位元件的基本要求對(duì)定位元件的基本要求 1.限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精 度。 2.限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦， 容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位 精度。 3.支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過(guò)程中，受工件重力、夾緊 力和

38、切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損 壞。 4.定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝 配和更換。 5.定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑， 以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。 2.5.42.5.4 常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度 定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分為以下幾類(lèi)： 1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承） ，自位支承，可調(diào)支 承和輔支承。 2.用于外圓柱面定位的定位元件：括 v 形架，定位套和半圓定位座等。 3.用于孔定位的定位元件：括定位

39、銷(xiāo)（圓柱定位銷(xiāo)和圓錐定位銷(xiāo)） ，圓柱心軸和小 錐度心軸。 2.62.6 定位誤差分析定位誤差分析 六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問(wèn)題，即解決了工件在夾具中位置“定與 不定”的問(wèn)題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不 完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問(wèn)題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位 置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有 關(guān)的誤差稱(chēng)為定位誤差，用 d 表示。 在工件的加工過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分， 為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差 t 的 1/51/3， 即： d(1/

40、51/3)t 式中 d定位誤差，單位為 mm； t 工件的加工誤差，單位為 mm。 2.6.12.6.1 定位誤差產(chǎn)生的原因定位誤差產(chǎn)生的原因 工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而 基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差； 二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大 位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用 y 表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì) 算方式也不同。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無(wú)間隙配合，即孔的中心線(xiàn) 與軸的中心線(xiàn)位

41、置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和 工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線(xiàn)與軸的中心 線(xiàn)位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 h 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng) 量即為最大配合間隙?？砂聪率接?jì)算： y = amax - amin = 1/2 (dmax - dmin) = 1/2（d +d） 式中 y基準(zhǔn)位移誤差單位為 mm； dmax孔的最大直徑單位為 mm； dmin軸的最小直徑單位為 mm。 d 工件孔的最大直徑公差，單位為 mm； d圓柱心軸和圓柱定位銷(xiāo)的直徑公差，單位為 mm。 基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可

42、減小基準(zhǔn)位移誤差 y 值，以提高定位精度。 加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線(xiàn)時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線(xiàn)。這種由 于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量， 稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，用 b 表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤 差。 綜上：定位誤差產(chǎn)生的原因是，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合及定位基準(zhǔn)與工序基 準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差。 2.6.22.6.2 常見(jiàn)的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差常見(jiàn)的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差 1.1.用圓柱定位銷(xiāo)、圓柱心軸中心定位用圓柱定位銷(xiāo)、圓柱心軸中心定位 計(jì)算式：yxmax=d+d0+xmin（定位心軸較短） xmax 工件定位后

43、最大配合間隙 d 工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差 d0 圓柱定位銷(xiāo)或圓柱心軸的直徑公差 xmin 定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)而定 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 當(dāng)工件用長(zhǎng)定位心軸定位時(shí)，需考慮平行度要求 計(jì)算式：yxmax=（d+d+xmin）l1l2 l1 加工面長(zhǎng)度 l2 定位孔長(zhǎng)度 2.2.定位套定位定位套定位 計(jì)算式：yxmax=d0+d+xmin d0 定位套的孔徑公差 d 工件定位外圓的直徑公差 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 3.3.平面支承定位平面支承定位 平面支承定位的位移誤差較容易計(jì)算，當(dāng)忽略支承誤差且定位基準(zhǔn)制作精度較高 時(shí)，工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差視為零。 4.v4.v

44、 形體定心定位形體定心定位 若不計(jì) v 形體制造誤差，僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，工件的定位中心會(huì)發(fā)生 偏移即 o1o2t1t2，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 即：yo1o2= t1t2 故： 對(duì)于 90v 形體 y0.707d 2.6.32.6.3 定位誤差的合成定位誤差的合成 定位誤差是兩誤差的合成即：d=b+y 在圓柱間隙配合定位和 v 形塊中心定位中，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在 時(shí)，定位誤差的合成需判斷“” 、 “”號(hào)。 例如： v 形塊中 bd2 當(dāng) b 與 y 的變動(dòng)方向相同時(shí) dbyd2+y 當(dāng) b 與 y 的變動(dòng)方向相反時(shí) dbyd2y 2.6.42.6.4 六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原

45、理 當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。由理論力學(xué)可知，在 空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著 x、y、z 三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞 著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。 六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務(wù)，就是要限制工件 的自由度。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來(lái)限制工件六個(gè)自由 度的原理，稱(chēng)為六點(diǎn)定位原理。 2.6.52.6.5 應(yīng)用定位的幾種情況應(yīng)用定位的幾種情況 1.1.完全定位完全定位 工件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱(chēng)為完全定位。 2.2.部分定位部分定位 工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿(mǎn)

46、足加工要求的條件下， 少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位稱(chēng)為部分定位。 在滿(mǎn)足加工要求的前提下，采用部分定位可簡(jiǎn)化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。 如工件裝夾在電磁吸盤(pán)上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。 3.3.過(guò)定位（重復(fù)定位）過(guò)定位（重復(fù)定位） 幾個(gè)定位支撐點(diǎn)重復(fù)限制一個(gè)自由度，稱(chēng)為過(guò)定位。 (1)一般情況下，應(yīng)該避免使用過(guò)定位。 通常，過(guò)定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定 位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過(guò)定位是應(yīng)該避免的。 （2）過(guò)定位亦可合理應(yīng)用 雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過(guò)定位” ，但是在某些條件下，合理地 采用“過(guò)定位” ，反而可以獲得良好的效果。這對(duì)剛性弱而

47、精度高的航空、儀表類(lèi)工件 更為顯著。 工件本身剛性和支承剛性的加強(qiáng)，是提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中 常有應(yīng)用。大家都熟知車(chē)削長(zhǎng)軸時(shí)的安裝情況，長(zhǎng)軸工件的一端裝入三爪卡盤(pán)中，另 一端用尾架尖支撐。這就是個(gè)“過(guò)定位”的定位方式。只要事先能對(duì)工件上諸定位基 準(zhǔn)和機(jī)床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴(yán)控制，過(guò)定位的弊端就可以免除。由于工件的 支撐剛性得以加強(qiáng)，尾架的扶持有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便， 加工質(zhì)量和效率也大為提高。 2.6.62.6.6 計(jì)算定位誤差計(jì)算定位誤差 除槽寬 16h11 由銑刀保證外，本夾具要保證槽側(cè)面與 e 面的距離及槽的中心平面 與 25h7 孔軸線(xiàn)的垂直

48、度，其它要求未注公差，因此只需計(jì)算上述兩項(xiàng)加工要求的定 位誤差。 （1）加工尺寸 110.2mm 的定位誤差 采用圖 2.2（c）所示定位方案時(shí)，e 面 既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。有由于 e 面與長(zhǎng)條支承板始 終保持接觸，故基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，加工尺寸 110.2mm 沒(méi)有定位誤差。 （2）槽的中心平面與 25h7 孔軸線(xiàn)垂直度的定位誤差長(zhǎng)銷(xiāo)與工件的配合去 25h7 g6，則 25g6=25-0.009 -0.025（mm） 25h7=25+0.025 0（mm） 由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。基準(zhǔn)位移誤差的分析如 圖 2.4 所示。 圖 2.4

49、 基準(zhǔn)位移誤差分析 基準(zhǔn)位移誤差 y=2*8tana=2*8*0.000625=0.01（mm） 由于定位誤差d=y=0.010.08/3（mm） ，故此定位方案可行。 結(jié)論：基準(zhǔn)不重合誤差為零。 3.3. 工件的夾緊工件的夾緊 在機(jī)械加工過(guò)程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在 這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā) 生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位 后，將工件固定并使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置，稱(chēng)為夾緊裝置。 3.13.1 夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成

50、。 第一部分：動(dòng)力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來(lái) 自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中 均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾 緊裝置。 第二部分：傳力機(jī)構(gòu) 它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用 力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍 能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。 第三部分：夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。 3.23.2 夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則夾緊

51、裝置的設(shè)計(jì)原則 在夾緊工件的過(guò)程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度 以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 1.1.工件不移動(dòng)原則工件不移動(dòng)原則 夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 2.2.工件不變形原則工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn) 生加工精度所不允許的變形。 3.3.工件不振動(dòng)原則工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng) 提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系 統(tǒng)的振動(dòng)。 4.4.安全可靠原則安全可靠原則 夾緊

52、傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 5.5.經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下， 其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 3.33.3 定夾緊力的基本原則定夾緊力的基本原則 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 3.3.13.3.1 夾緊力的方向夾緊力的方向 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。 選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則： 1.力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 2.力的方向應(yīng)有利

53、于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不 同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使 夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 3.3.23.3.2 夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾 緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最 佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： 1.力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)， 使夾緊力作用在支承上。如夾緊

54、力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾 緊時(shí)將破壞工件的定位。 2.力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將 作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且?jiàn)A緊更加可靠。 3.力可的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的 穩(wěn)定性和靠性。 3.3.33.3.3 夾緊力的大小夾緊力的大小 夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有 著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過(guò)小則夾緊不牢靠，在加工過(guò)程中工件 可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安 全事故。夾緊力過(guò)

55、大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。 理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上， 夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜 的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類(lèi)比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛 性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情 況，找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后 再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即 fwk = kfw 式中 fwk實(shí)際所需夾緊力，單位為 n； fw 在一定條件下，由

56、靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為 n； k安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取 k2.53，精加工取 k1.52。 夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問(wèn)題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工 藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的 夾緊裝置。 3.3.43.3.4 減小夾緊變形的措施減小夾緊變形的措施 有時(shí)，一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車(chē)床上鏜內(nèi)孔和高支座 在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采 取以下措施減少夾緊變形。 1.均勻的對(duì)稱(chēng)變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過(guò)調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分 變形量，也可以達(dá)到所要

57、求的加工精度。 ）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 。 若高支座可 采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿(mǎn)意的夾緊狀態(tài)。 2.分散著力點(diǎn) ，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變 著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 3.增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過(guò)剛性好的墊環(huán)均勻地 作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。 4.利用對(duì)稱(chēng)變夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證形狀在加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪， 如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外， 工件能產(chǎn)生。 5.其它措施對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所

58、要求的精度而需 要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿(mǎn)足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這 類(lèi)夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固 結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離， 都是在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行的。 3.43.4 夾緊方案夾緊方案 根據(jù)工件夾緊的原則，除施加夾緊力外，還應(yīng)在靠近加工面處增加一夾緊力，如 圖 3.1 所示，用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu) 可采用鉤形壓板，使結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。 圖2-5 加緊方案 圖 3.1 夾緊方案 3.4.13.4.1 對(duì)刀方案對(duì)刀方案 銑刀的分類(lèi) 銑刀的類(lèi)型很

59、多，可根據(jù)銑刀的形狀及用途分類(lèi)。 1.1.按銑刀的用途分類(lèi)按銑刀的用途分類(lèi) （1）加工平面用的銑刀 圓柱銑刀 用于臥式機(jī)床上加工平面，主要是用高速鋼制造。圓柱銑刀采用螺旋 形刀齒以提高切削工作的平穩(wěn)性。 端面銑刀 用于立式機(jī)床上加工平面。刀齒采用硬質(zhì)合金制造，生產(chǎn)高。 （2）加工溝槽用的銑刀 如鍵槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、角度 銑刀、月牙鍵槽銑刀、鋸片銑刀等。 （3）加工成形表面用的銑刀 如成形銑刀。 2.2.按銑刀齒背形狀分類(lèi)按銑刀齒背形狀分類(lèi) （1）尖齒銑刀 尖齒銑刀也叫直線(xiàn)齒背銑刀。這種銑刀的刀齒是尖齒的，其齒背 是用角度銑刀銑出來(lái)的，所以呈直線(xiàn)形。 （2）產(chǎn)齒銑刀 產(chǎn)齒銑

60、刀的齒背是用產(chǎn)齒的方法得到的。產(chǎn)齒銑刀沿前刀面重磨， 重磨后銑刀的刀齒性能保持不變，因此適用于切削廓形較復(fù)雜的銑刀，如成形銑刀等。 除此之外，銑刀還可以按刀齒數(shù)目分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。在直徑相同的情況 下，粗齒銑刀的刀數(shù)較少，刀齒的強(qiáng)度及容屑空間較大，適于粗加工，細(xì)齒銑刀適用 于半精加工和精加工。 加工槽的銑刀需兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用直角對(duì)刀塊。 3.4.23.4.2 夾具體與定位鍵夾具體與定位鍵 為保證工件在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于 1.25 的原則確定 其寬度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。 為了使夾具在機(jī)床工作臺(tái)的位置準(zhǔn)確及保證槽的中心平面與 25h7 孔軸線(xiàn)垂直度